Wij mensen zijn nieuwsgierig, veel zoekend, en in de jaren 2020 zullen we het universum om ons heen blijven observeren, proberen meer te begrijpen over fundamentele deeltjes, krachten, objecten en relaties van zowel grond- als ruimtegebaseerde instrumenten.

Tegelijkertijd, onze interesse en technologische capaciteit om de grenzen van ruimteverkenning in fysieke zin te verleggen door middel van bemande en onbemande missies begint te groeien.

Enigszins paradoxaal, een van de meest interessante observatoria om in de gaten te houden in de jaren 2020, 'kijkt' helemaal niet naar het universum.

Evolutie van het universum

De Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) is een enorm, Internationale, een gezamenlijke inspanning van meerdere miljarden dollars die tot doel heeft rimpelingen in de ruimtetijd te detecteren die worden veroorzaakt door de interacties van zeer massieve objecten door veranderingen in afstanden kleiner dan 1/10 te meten, 000ste van de breedte van een proton.

Na aanhoudende stilte in het eerste decennium van de jaren 2000, LIGO ontdekte de eerste van een aantal inspirerende gebeurtenissen met een zwart gat en ook een botsing met een neutronenster.

Hoewel deze detecties een stevige knipoog zijn naar de Einsteiniaanse fysica, ze vertegenwoordigen ook grote vooruitgang in instrumentatie, modellering, Engineering, samenwerking en ons begrip van de evolutie van het universum.

In de afgelopen drie weken, een andere detectie is aangekondigd, met signalen die een samensmelting van twee onverwacht massieve neutronensterren lijken te suggereren - mogelijk een nieuwe klasse van neutronensterobjecten. Geplande upgrades en uitbreidingen van LIGO zouden ons een opwindend decennium van meer ontdekkingen moeten opleveren met een veel hogere kwaliteit van gegevens.

Donkere materie begrijpen

In overeenstemming met het thema van de 'niet-zichtbare' astronomie, astronomen zullen doorgaan in de jaren 2020, proberen enkele van de meest fundamentele vragen over ons universum aan te pakken die tot nu toe geen antwoorden hebben gekregen.

Vooral, de aard van donkere materie - waarvan wordt gedacht dat het tot 85 procent van de materie van het universum omvat, maar ontwijkt nog steeds een bevredigende categorisering (bijvoorbeeld koude, warm of heet), ondanks dat het in de late jaren 1800 enigszins vaag werd voorgesteld.

Dit vakgebied combineert kosmologie en deeltjesfysica in experimenten die gericht zijn op directe of indirecte detectie.

In de afgelopen week, bewijs van een recent project met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop suggereert dat donkere materie zich in veel kleinere klonten kan vormen dan eerder werd verwacht, sterk bewijs voor het koude (of langzaam bewegende) donkere materie-scenario.

Dichter bij huis, in een samenwerkingsinitiatief waarvan de Universiteit van Melbourne deel uitmaakt, het Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL) is een gepland laboratorium van één kilometer diep dat bedoeld is om seizoensvariaties in signalen van donkere materie te detecteren.

Ruimtereis

Het komende decennium zal waarschijnlijk het begin zijn van de echte commercialisering van de ruimtevaart.

Bijvoorbeeld, particuliere bedrijven, zoals Boeing en SpaceX, partnerschappen zijn aangegaan met ruimtevaartorganisaties en organisaties van de overheid, zoals via het Commercial Crew-programma van NASA, met als doel veilige, betrouwbare en economisch haalbare opties om een ​​lage baan om de aarde te bereiken.

Hierdoor kan NASA een einde maken aan haar afhankelijkheid van de Russische Sojoez-raketten en kunnen particuliere ondernemingen stoelen op hun voertuigen gaan verkopen, zoals Boeing's Starliner en SpaceX's Crew Dragon, gekoppeld aan accommodatie in het ISS aan particulier betalende klanten.

Beiden hebben kinderziektes gehad en ondergaan verbeteringen, maar men kan redelijkerwijs verwachten dat ze de komende jaren operationeel zullen zijn.

Hoewel het moeilijk is om een ​​duidelijk beeld te krijgen van de voortgang, andere landen zoals China, India en Rusland voeren hun eigen programma's voor bemande ruimtevluchten uit, terwijl NASA ook blijft werken aan haar eigen voertuigen die vanaf Amerikaanse bodem worden gelanceerd, naast de partnerschappen met particuliere ondernemingen, met als doel om in 2024 mannen en vrouwen terug naar de maan te krijgen.

In het begin van de jaren 2020 zullen andere bedrijven, zoals Virgin Galactic en Blue Origin, de markt voor ruimtetoerisme effectief ontketenen door betalende klanten in staat te stellen reizen naar suborbital-ruimte te kopen.

Het succesvolle drijven van Virgin Galactic op de New York Stock Exchange in oktober 2019 duidt op de commerciële interesse in point-to-point transport op aarde via suborbitale ruimte.

Leven buiten de aarde

Naarmate onze technologische mogelijkheden toenemen, dat geldt ook voor onze obsessie met het zoeken naar leven buiten de aarde.

NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) is 2020 al begonnen met de ontdekking van zijn eerste planeet ter grootte van de aarde in de 'bewoonbare zone' van een ster, dat is het bereik van afstanden van de gastster van een planeet waar de temperatuur mogelijk vloeibaar water op het oppervlak van de planeet laat bestaan.

Wetenschappers produceren al verschillende 3D-atmosfeer- en klimaatmodellen voor de planeet in kwestie, bekend als TOI 700 d, wachten op het verschijnen van nieuwe gegevens in het komende decennium om belangrijke modelleringsparameters te helpen verfijnen.

Er zijn al minstens zes missies aan het werk of gepland om te lanceren, meestal door NASA en ESA zoals Cheops, de James Webb-telescoop en Ariel, wat zal toevoegen aan de meer dan 4, 000 bevestigde exoplaneten en zal ons ook meer accurate en gedetailleerde informatie geven over maten, samenstellingen en omstandigheden van de planeten en hun gastheersterren.

Ons zonnestelsel onderzoeken

Terwijl we via een groot aantal onderzoeken en programma's onze vraatzuchtige eetlust opwekken voor het detecteren van planeten rond sterrenstelsels die ver buiten de onze liggen, missies met fysieke sondes voor leven op andere planeten en manen binnen ons zonnestelsel worden gepland en uitgevoerd.

NASA's Mars 2020-rover, die formeel zal worden genoemd door een winnende openbare inzending in maart van dit jaar, gaat op zoek naar bewijs van leven op Mars met een geplande landing begin 2021, terwijl afzonderlijke flyby-missies naar de met ijs bedekte maan van Jupiter, Europa, en de atmosferisch wazige maan van Saturnus, Titan, zijn gepland voor lancering in 2025 en 2026, respectievelijk.

Hoewel nog niet binnen het budget goedgekeurd, er is potentieel voor een missie op een lander naar Europa, mogelijk waardoor wetenschappers kunnen testen op het bestaan ​​​​van een zoute pekel onder de bevroren korst.

Niet te overtreffen, ESA heeft ook plannen om Mars opnieuw te bezoeken, nadat ze in 2016 een orbiter hadden gelanceerd, het leveren van de ExoMars 2020, die zich ook zal richten op het chemisch en mineralogisch analyseren van geboorde monsters op sporen van microbieel leven in het verleden.

Eindelijk, onze pogingen om zowel naar bestaand buitenaards leven te luisteren als te bereiken, zullen gedurende de jaren 2020 en daarna worden voortgezet.

Bijvoorbeeld, initiatieven zoals Breakthrough Listen, een tienjarige € 100, 000, 000-programma gestart in 2016, voortdurend het heelal onderzoeken op signalen van buitenaards leven.

In de tussentijd, Breakthrough Starshot is een proof-of-concept-project waarbij een vloot van minuscule lichtzeil-ruimtevaartuigen ter grootte van een centimeter naar ons dichtstbijzijnde naburige sterrenstelsel wordt gestuurd, Alpha Centauri. Dit project zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van op aarde gebaseerde stuurbare lasers.

Deze doorlopende en zich ontwikkelende ondernemingen zullen onvermijdelijk nieuwe technologische vooruitgang opleveren, wat betekent dat de jaren 2020 een opwindend decennium zullen worden, inderdaad.